东风设计研究院总承包项目BIM综合解决方案

【摘要】BIM技术如何由面回归到点？如何将BIM技术转化为对项目的价值？如何以BIM技术为业主提供全方位的增值服务？东风院在“CAP——污水处理站总承包项目”上完美诠释了这些问题。

一、项目背景

1、项目名称： CAP——污水处理站总承包项目

2、项目设计单位： 东风设计研究院有限公司

东风设计研究院有限公司（原机械工业部东风设计研究院，简称“东风院”）1973年9月创立于湖北十堰，2000年4月18日迁址武汉经济技术开发区，2005年4月28日改制成为产权多元化公司，国有持股23.46%，职工持股会持股76.54%。

公司拥有国家颁发机械、建筑、工程总承包、工程咨询、工程造价、工程勘察专业类、环境污染防治专项（废水）、消防设施专项工程设计等甲级工程设计资格，是1997年首批通过中汉认证中心GB/T9001认证的设计单位，并于2008年4月通过质量、环境、职业健康安全“三体系”认证，成为湖北省高新技术企业。公司先后完成具有国际先进水平的神龙汽车、广州丰田、广州本田、东风本田、东风日产乘用车、东风商用车、东风自主品牌乘用车、东风悦达起亚、四川红岩汽车、陕西重型汽车、江淮汽车等具有影响力的汽车及汽车零部件项目，被誉为“中国汽车工业的摇篮”。公司可为客户提供项目规划咨询、工程勘察设计、工程总承包、工程项目管理、工程监理等技术服务。

经过持续改制与发展，东风设计院已发展成为由工程技术、工业投资、装备制造和地产置业四类业务构成的（集团）公司。

3、相关软件应用

Autodesk Revit Architecture

Autodesk Revit Structure

Autodesk Revit MEP

Autodesk Navisworks

Autodesk Inventor

Autodesk Ecotect

Autodesk 3dsMax

4、BIM应用评价与反馈：

东风设计研究院的业务链包含建筑项目的全生命周期，BIM建筑信息模型能够为设计、建造、运营管理提供同样的数据模型，这不仅为生产效率和质量提供了保障，并且为项目整体运营、管理上提供了更先进的思路。

——东风设计研究院有限公司建筑设计院院长秦希青

   我们在公司的环保设备数据库中建立了完善的Autodesk Inventor参数化模型，对于设备选型提供便利，也为设备研发提供了更好的参考，在项目设计的初始阶段就可以得到完整的设备材料数据，同时与Autodesk Revit、Autodesk Navisworks进行无缝对接，减少了重复建模工作，减少了人力资源的浪费。

——东风设计研究院有限公司建筑设计院院长秦希青

   在Autodesk Revit软件中进行多专业的中心文件协同模式，对于复杂管道的碰撞问题在设计过程中就可以消灭掉，能有效完成二维施工图纸和材料表的统计，对设计的质量和效率的提升起到了很大的作用。

——东风设计研究院有限公司BIM技术中心主任、高级工程师纪文

二、正文

东风设计研究院总承包项目BIM综合解决方案

CAP——污水处理站总承包项目

项目概况

CAP污水处理站位于我国深圳市，作为CAP公司改善当地生态平衡，保证可持续发展的重要环保工程。该污水处理站占地面积4846.89㎡，一级污水处理能力2000m³/d，二级污水处理能力1600m³/d，设计主要服务于涂装废水、发动机生产废水和生活污水。

经过污水处理站净化后的水，杂用水水质满足相关标准后可用于厂区绿化，生产用水达标后可回用于生产工艺，污水站出水口水质达到当地排放标准后可排入人工湿地进行处理。

图1污水处理站整体外观图

技术创新

BIM技术在东风院应用推广已有6年，在探索BIM价值的过程中，东风院以点到面，逐步推进，培养了大量的BIM技术人才，形成了一套完善的BIM流程，积累了全面的BIM项目经验。但如何由面回归到点？如何将BIM技术转化为对项目的价值？如何以BIM技术为业主提供全方位的增值服务？东风院在“CAP——污水处理站总承包项目”上完美诠释了这些问题。

从方案开始的协同设计——设计品质提升

设计方案的优劣不仅仅是美观的造型，还需要满足建设功能需要和建设成本控制等条件。最优质的设计必定由最合理的空间才能产生。

CAP——污水处理站总承包项目场地非常紧张，工艺设备比较多，构筑物也很复杂，工艺调整频繁，对于构筑物的内部空间要求极为紧凑。在这样的项目中，如何保障甚至于优化设计品质，确实是不折不扣的挑战。

以往方案阶段，主要依靠设计师的空间想象能力，抽象而模糊，即使通过一般方案模型，也仅能展示其外观效果。业主的思路不能有效传达给设计师，而设计师的设计理念也难以向业主表达清楚。尤其是在业主对内部空间使用要求很高的情况下，随着设计不断深化，频繁的更改工艺设备的布置，项目空间被不断地占用，空间效果也越来越难以想象，因而产生大量的修改与协调工作，使设计师更加缺乏充分的时间考虑更优质的设计。整个设计过程中，修改越来越多，空间不断被占用，设计品质也在不断下降。这是设计行业的普遍现象，传统的设计流程与设计方法是导致设计品质下降问题的根源。

BIM协同设计流程能够有效的改善甚至消除这个问题。基于BIM的协同设计，各专业设计师将能够在所有的设计阶段同步参与项目设计。即使是在方案阶段，设计师也不必再独自判断各功能区的面积划分与层高分配。设计师仅在最初只是按工艺需求提出项目的大致体量与框架，而原本处于下游的设备、结构专业根据自身需求即开展评估与设计，而后对设计师根据其他专业的需求，与工艺专业结合，完成建筑方案设计。各专业的同步参与，让设计师有据可循，大幅的优化了方案的空间利用率。

在后续详细的工程设计中，各专业都将以BIM三维协同设计模式对方案模型进行细化设计，可大幅减少设计过程中各专业的沟通、协调、修改所花费的时间，为设计人员有更多的时间与精力去考虑更优质的设计方案提供保障。整个协同设计过程都将反映并记录在BIM中心模型文件中，东风院能够向业主远程提供反映设计进度与设计优化成果的的三维BIM模型漫游与设计优化报告的增值服务。

图2多专业协同设计模型

以BIM为核心的项目参与模式——项目周期优化

BIM设计成果也不再仅仅是各专业图纸，而是同一个包含图纸、工程量、三维可视化、施工阶段、设备厂商等各种信息的BIM模型。不仅能够最大限度地保证项目设计的一致性与合理性，对于实时查询设计方案更为直观，设计师和业主的沟通更为顺利，对于看图纸很费劲的业主来说参与度提高了很多。

图3可实时查询的工艺模型

通过BIM模型，为与工艺设备厂家进行沟通提供了很大的便利，这在以前还很难想象，而现在，可以对非标的设计提供更为可靠地依据。采用Autodesk Inventor软件进行非标设备的设计，直接出BOM表和设备三视图，可以和Autodesk Revit无缝衔接，设备详细安装图也可以一目了然，更加准确，原本要到现场再定的东西，在软件中就可以解决，使BIM工作流得以很好的扩展。

东风院在其内部的环保设备数据库中建立了完整的Autodesk Inventor参数化模型，这使得在工程设计阶段，设备厂家可以参与到项目中来，进行设备预制。而在设备招投标过程中要求投标厂家提供完整的产品数模，并和工作流中的软件进行无缝对接，这不仅在设计前期就得到了完整的设备材料数据，也为后续设计提供有效支持，还大幅简化了项目中业主、设计方、厂商、安装单位之间的交互流程，缩短项目周期。

图4提供生产厂商的设备模型

可延续的BIM价值——项目建设管理

在项目设计过程中后期，总承包项目管理部门、经济部门即参与项目。依据BIM模型开展项目建设策划的研究与准备，并提供切实的建设信息、经济信息，通过Autodesk Revit将项目的建造阶段、实施成本等信息添加在项目的各模型构件中，得到富含项目信息的准确项目建设管理的BIM模型。

在项目设计完成后，BIM模型将与Project等项目管理软件进行实时交互。在Autodesk Navisworks中读入Project的甘特图，即可按一定规则与建造阶段的信息关联，实现实时4D建造进度模拟。利用4D模拟技术及建造模拟技术，让业主可以在项目建造前为其施工计划做出彩排，真实表达出项目各个里程碑节点，并与现场施工进度相结合，实时关注项目进度，找出问题及提前协调。也可让业主及设计团队清楚地明白承建商对项目设计理解是否正确及整体安排是否符合项目需要。

图54D施工进度模拟

同样，建设单位也可进一步向4DBIM模型，录入人力、材料、设备、成本和场地布置等施工组织信息，形成5D的虚拟施工模拟。建设单位可以依据安排更加合理的施工计划与组织安排，可以在任意时间查看计划完成任务和实际完成任务，减少了数据的重复输入，提高了数据的利用效率，减少了人为产生的信息歧义和错误。

只有通过这样实时的建造过程模拟，才能够对项目进行预判，提前发现项目中可能出现的问题，也能够更合理的安排施工阶段的资源调配。

可为业主提供的增值服务——BIM运维数据管理

项目BIM模型，在项目建设中可以不断细化、修改、录入信息，最终加工成为项目竣工BIM模型，将集成精确的施工数据和材料、设备信息，包括供货商、成本、维修电话等，可以通过一定开发手段，将信息模型与运维管理系统整合，在运营维护的过程中，提供切实可靠的数据依据，帮助业主、物业部门实时查询所需的各种数据、信息。

数年的工程建设周期和数十年甚至上百年的运维周期，是工程项目生命周期的一个特点。借助BIM技术，短暂的工程建设周期产生的大量工程信息，将为长期的运营维护周期提供支持。但是在数十年的运维过程中，项目环境、功能性、布置格局，必定都将不断的发生变化，在工程建设周期所进行的分析、模拟，并不一定适用于以后数十年时间。因此设计仅仅是创建BIM的一个过程，BIM模型如同项目本身一样，也需要不断更新维护，并且加以使用才能发挥其最大价值。因此东风院还可为业主提供BIM运维使用培训，长期的BIM运维信息更新及改造建议、性能分析、环境与绿色分析等服务。

＊本项目在中勘协与欧特克共同主办的2012年“创新杯”BIM设计大赛中获得最佳工业工程类BIM应用奖三等奖

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